• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2014 年度 実績報告書

アモルファスシリコンを用いた欠陥制御型ヘテロジャンクション電極の開発と制御

研究課題

研究課題/領域番号 25870466
研究機関広島大学

研究代表者

花房 宏明  広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (70630763)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードオーミックコンタクト / 炭化ケイ素 / ワイドバンドギャップ半導体
研究実績の概要

半導体デバイスにおけるオーミック電極の形成は各々の半導体に合わせた金属を選択する必要がある。省エネルギー高効率パワーデバイスとして注目されている炭化ケイ素半導体(SiC)はバンドギャップが大きいことに起因して良好な電極特性を得ることが困難である。その解決のため、ニッケルとシリコンの合金であるNiSi電極が用いられている。しかし、NiSi層を形成するシリサイド化処理の過程で生ずる余剰の炭素(C)がNiSiとSiCの界面に偏析し、電極剥離や高抵抗化を引き起こす課題がある。その解決のため、本研究では高濃度に不純物を注入することが可能なアモルファスシリコン(a-Si)半導体中間層の挿入とその欠陥制御により金属/a-Si/SiCヘテロ接合を形成し、バンドポテンシャル制御を行うことで低抵抗電極を形成する研究を進めた。
平成25年度ではヘテロ接合の形成と欠陥制御および結晶化に取り組んだ。また、原理解明のため、加熱処理温度の依存性やX線光電子分光法を用いて解析を行い、欠陥制御a-Si中間層により大幅にポテンシャルエネルギーが低減されていることを明らかにした。
平成26年度では前年度の成果を受け、不純物濃度の依存性に関して研究を進めた。特に、イオン注入やスパッタリング法を用いてa-Si層中の不純物濃度を精密に制御した結果、不純物量に依存する欠陥制御a-Si中間層のフェルミエネルギー変化に対して、電気特性が大きく変化することを見出し、これは提案する欠陥制御a-Si中間層のヘテロ接合により、バンドアライメント制御がなされていることを示している。また、結晶性に関する評価も行った。
研究期間を通じ、金属電極の熱処理を行わずに2x10-6 Ωcm-2という実用に十分耐えうるコンタクト抵抗を実現した。これはSiCデバイスの信頼性や特性向上が期待される。
研究実施計画をもとに、おおよその計画を達成した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Estimation of Phosphorus-implanted 4H-SiC Layer Recrystallization by Electron-Back-Scattering Diffraction Pattern Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Hanafusa, Keisuke Maruyama, Shohei Hayashi, and Seiichiro Higashi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 821-823 ページ: 391-394

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.821-823.391

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Estimation of Phosphorus-implanted 4H-SiC Layer Activation by EBSD pattern analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Hanafusa, Keisuke Maruyama, Shohei Hayashi, and Seiichiro Higashi
    • 学会等名
      10th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials (ECSCRM2014)
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
  • [学会発表] EBSD パターン明瞭度を用いたリン注入4H-SiC 層の結晶性評価2014

    • 著者名/発表者名
      花房宏明、丸山佳祐、林 将平、東清一朗
    • 学会等名
      第75回 応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学, 北海道
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] Si 挿入層の不純物濃度に依存した4H-SiC のコンタクト特性2014

    • 著者名/発表者名
      廣松志隆、花房宏明、丸山佳祐、石丸凌輔、東清一郎
    • 学会等名
      2014年度 応用物理・物理系学会中国四国支部 合同学術講演会
    • 発表場所
      島根大学, 島根県
    • 年月日
      2014-07-26 – 2014-07-26

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi